Lëndët djegëse të reja dhe zhvillimi. Karburanti, llojet dhe karakteristikat e tij
BURIMET E ENERGJISË TË RITËRITUESHME
LLOJET E REJA LËNGËSVE DHE TË GAZAVE
Nafta dhe gazi "sintetik" i përftuar nga qymyri, burimet shtesë të hidrokarbureve të përfaqësuara nga përbërësi organik i argjilës së naftës, shkëmbinjtë bituminoz, alkoolet e karburantit, si dhe hidrogjeni klasifikohen si lloje të reja të lëngjeve dhe karburant i gaztë.
Qymyri, shist argjilor i naftës dhe shkëmbinjtë bituminoz janë burimet kryesore premtuese të karburantit të lëngshëm dhe të gaztë. Rezervat e mundshme të hidrokarbureve që ato përmbajnë i tejkalojnë rezervat e njohura të naftës dhe gazit natyror.
Një bazë e gjerë e disponueshme dhe e larmishme e lëndëve të para dhe një teknologji plotësisht e zhvilluar dhe e zotëruar për prodhimin e tyre janë një nga avantazhet kryesore të përdorimit të energjisë së alkooleve si lëndë djegëse ose shtesë në të. Sipas shumë ekspertëve, hidrogjeni mund të zëvendësojë lëndët djegëse organike fosile në fusha të tilla të konsumit të tij si aviacioni, transporti motorik, shërbimet publike, etj. Në të njëjtën kohë, burimet e hidrogjenit (nëse e konsiderojmë ujin si burimin e tij) janë praktikisht të pakufizuara.
Më së shumti pronë e rëndësishme hidrogjeni është shkathtësia e përdorimit të tij. Mund të përdoret si lëndë djegëse kryesore ose si një shtesë në vaj me modifikime strukturore relativisht të vogla në motor; Energjia e hidrogjenit gjithashtu mund të shndërrohet në energji elektrike në qelizat e karburantit; hidrogjeni mund të zëvendësojë gazi natyror dhe nafta pothuajse në të gjitha industritë e mëdha kimike etj.
KARBURANT SINTETIK NGA QYJMEJT
Vlera e madhe ka krijimin e teknologjisë industriale për prodhimin e sintetikës karburantet e lëngëta bazuar në rezerva të mëdha të qymyrit kafe dhe të fortë, të cilat përmbajnë përbërës organikë dhe minerale. Lista dhe përmbajtja materiale e këtyre përbërësve paracakton zgjedhjen e zonave të përdorimit dhe metodave të përpunimit kompleks të qymyrit. Progresi teknik, i cili paraqet zhvillimin dhe përmirësimin e vazhdueshëm të mjeteve dhe proceseve teknologjike në këtë fushë, ka një ndikim të rëndësishëm në zgjerimin e mëtejshëm të përpunimit të thellë të qymyrit.
Deri më sot, janë zhvilluar dhe po testohen skema dhe procese të reja teknologjike, zbatimi i të cilave do të zgjerojë ndjeshëm shkallën e përpunimit kompleks të qymyrit. Procese të tilla përfshijnë kryesisht pirolizën me shpejtësi të lartë, hidrogjenizimin dhe shpërbërjen termike.
Piroliza me shpejtësi të lartë(gjysmë koks) - procesi i ngrohjes sekuenciale të qymyrit, i grimcuar më parë në një gjendje pluhuri, së pari me një gaz në një temperaturë prej 300 ° C (tharje), dhe më pas me një ftohës të ngurtë në një temperaturë prej 650 ° C ( zbërthimi me çlirimin e pjesës më të madhe të avujve të katranit dhe hidrokarbureve të rënda). Kur ndërveproni me një ftohës të ngurtë, shkëmbimi i nxehtësisë ndodh me ritme të larta. Kjo bën të mundur intensifikimin e mprehtë të procesit në krahasim me skemat tradicionale gjysmë-koksimi dhe sigurimin e një rritje më shumë se 2-fish të rendimentit të produkteve të pirolizës.
Si rezultat i një dekompozimi të tillë intensiv, përftohen gjysmë koks (68%), gaz energjie (15%) dhe katran (17%), të cilët karakterizohen nga treguesit e mëposhtëm të cilësisë:
Gjysmë-koks
Përmbajtja e hirit,%............................... 12...20
Nxehtësia e djegies, kJ................... 27.21 ...28.05
Pesha e madhe, kg/m 3 ......................... 760
Rrëshirë, %
Karbene-karboide.......................... .......... 5
Asfaltenet................................................ 5
Fenolet.......................................... ....... . 26
Vajra neutrale................... 47
Rrëshirë................................ 14
Bazat e piridinës................... 2
Acidet karboksilike................... 1
Gaz i energjisë,%
Dioksidi i karbonit................................. 23
Oksidet e karbonit.......................... ..... 16.8
hidrogjeni.......................... ..... 24.2
Hidrokarburet specifike..... ..... 25.0
Hidrokarburet e pangopura... 4.7
Oksigjen................................................................. 0.5
Azoti.......................................... ... ..... 6.2
Sulfidi i hidrogjenit............................. ....... 0.3
Nxehtësia e djegies, kJ/kg..... 20.09
Ngarkesa specifike, kg/m 3 ......................... 1.04
Hulumtimet kanë krijuar mundësinë e izolimit deri në 47% të pjesës së distilimit nga rrëshira, nga e cila rreth 50% distilohet në formën e një fraksioni benzine. Lëndët djegëse të lëngshme nga pjesa e rëndë e rrëshirës mund të merren me koks të ngadaltë.
Hidrogjenizimi- procesi i marrjes së produkteve të lëngëta dhe të gazta nga qymyri nën një presion prej 10 MPa, në një temperaturë prej 420...430 ° C dhe një shpejtësi hapësinore prej 0,8... 1 orë "në prani të një agjenti formues paste - një dhurues hidrogjeni, katalizatorë (kripëra hekuri dhe molibdeni) dhe shtesa të frenuesve të polimerizimit radikal.
Deri më sot, janë zhvilluar një sërë zgjidhjesh të reja. Në veçanti, kjo vlen për tharjen paraprake të qymyrit me një ftohës gazi në dhomat e vorbullës, përgatitjen mekanike të suspensioneve të vajit të qymyrit, pastrimin e gazit me adsorbimin me ciklon të shkurtër në temperaturë të ulët, djegien e llumit dhe ujërave të zeza dhe rigjenerimin e katalizatorit. Sasia e masës organike të qymyrit (OCM) e konvertuar në produkte të lëngëta dhe të gazta është 90...92%. Produktet e lëngëta me një pikë vlimi deri në 300 °C përpunohen duke përdorur procese hidrotrajtimi, reformimi katalitik dhe hidrokrikim për të prodhuar benzinë me oktan të lartë dhe karburant dizel, rendimenti i të cilit është 45...50% në raport me qymyrin origjinal ( OMC).
Tretje termike- teknologji për marrjen e ekstrakteve të lëngshme të rënda nga qymyri dhe prodhimin e vajit sintetik dhe lëndëve djegëse motorike me hidrogjenizimin shkatërrues të produkteve të tretjes termike. Puna po kryhet në Institutin e Karburanteve Fosile, është me natyrë eksploruese dhe kryhet duke përdorur pajisje laboratorike. Procesi kryhet në presion 5 MPa, temperaturë 415 °C, shpejtësi vëllimore 1...1,3 h l me pastë duke përdorur një tretës distilues me një pikë vlimi 200...350 °C (që përmban deri në 33% dhurues hidrogjeni), në një sasi prej 1,8 në raport me qymyrin. Përpunimi i mëvonshëm i lëngut
Këto produkte përfshijnë filtrimin, koksimin e ekstraktit pa hi, përpunimin e hidrogjenizimit të benzinës së papërpunuar dhe pjesë të tretësit të rikuperuar. Rendimenti i produktit është: benzinë automobilistike - 7,45%, koks elektrodë - 12,45%, bitum - 25,92%, gazra - 12,17%, qymyr i mbetur - 25,92%, humbje - 8,63%. Rezultatet paraprake të marra tregojnë një rendiment dukshëm më të ulët të lëndëve djegëse motorike sesa në procesin e hidrogjenizimit të drejtpërdrejtë.
SHALË NAFORE
Përveç Rusisë, nxjerrja e argjilës së naftës dhe prodhimi i lëndës djegëse sintetike në shkallë industriale kryhet në Kinë, ku prodhimi është 0.3 milion ton në vit dhe në Brazil, ku prodhimi i katranit të argjilës është rritur në 50. mijëra tonë në vit. SHBA, Maroku dhe Australia janë në prag të zhvillimit industrial të depozitave të argjilës së naftës. Janë zhvilluar opsione të ndryshme për nxjerrjen dhe përpunimin e argjilës. Të gjitha ato ofrojnë zbërthimi termik me prodhimin e lëndëve djegëse sintetike dhe nënprodukteve - squfurit, amoniakut, koksit, etj.
Metodat premtuese për përpunimin e argjilës janë gazifikimi duke përdorur shpërthim me avull-oksigjen nën presion (Saratov instituti politeknik) dhe shpërbërja termike (TD). Bazuar në zhvillimet paraprake në gazifikimin, është e mundur të merret gaz me një vlerë kalorifike 3000 kcal/kg në një vëllim prej 9 milion ton cu. t.
Me tretjen termike të 40 milionë tonë argjilë nafte, është e mundur të prodhohen rreth 20 milionë tonë ekuivalent nafte. ton ekstrakt pa hi me valë të lartë dhe 2 milion ton cu. t. Sipas përllogaritjeve, këshillohet që ekstrakti pa hi të përdoret drejtpërdrejt si bitum rrugor dhe bitumi i çliruar të përdoret në përpunimin e mëtejshëm për prodhimin e produkteve energjetike.
Me rëndësi të madhe për rritjen e efikasitetit të përdorimit të argjilës Vollga është ndarja dhe përdorimi i mineraleve, mikrokomponentëve, metaleve të rralla të tokës dhe squfurit.
Bazuar në rezervat, nivelet e gatishmërisë për zhvillimin industrial dhe përvojën ekzistuese në zhvillimin e depozitave të argjilorit, është e mundur, duke filluar nga viti 2008, të zhvillohen depozitat e argjilës së naftës në rajonin e Vollgës me një rritje potenciale në 30...40 milion ton në vit.
Kapitulli 9
SHKËMBËNI BITUMINOZ
Shkëmbinjtë bituminoz janë një rezervë e rëndësishme për zhvillimin e industrisë shtesë të lëndëve të para hidrokarbure të vendit. Kjo është një lëndë e parë komplekse organominerale, e cila, kur ekspozohet ndaj nxehtësisë, është e aftë të çlirojë një përbërës organik, i cili është një zëvendësues i vajit, dhe mbetjet minerale që mbeten pas ndarjes së vajit "sintetik" janë një lëndë e parë e shkëlqyer për. industritë e ndërtimit dhe rrugëve.
Depozitimet dhe akumulimet e shkëmbinjve bituminoz janë mjaft të shumta dhe shpërndarja e tyre gjeografike është jashtëzakonisht e pabarabartë. Për shkak të njohurive të dobëta, rezervat e parashikuara të karburantit "sintetik" të përmbajtur në shkëmbinjtë bituminoz variojnë nga 20 në 30 miliardë tonë.
Rezerva të konsiderueshme të eksploruara ndodhen në territorin e rajoneve të Tatarstanit, Ulyanovsk dhe Samara, ku ato shtrihen në thellësi deri në 400 m. Ka depozita të bitumit natyror në Kaukazin e Veriut, Siberinë Lindore, Komi dhe rajone të tjera të vendit tonë.
Me përjashtim të Tatarstanit dhe Jakutisë, në vend nuk u krye asnjë punë e veçantë e kërkimit gjeologjik për bitum.
Më të studiuarit janë akumulimet e shkëmbinjve bituminoz në depozitimet Permiane të Tatarstanit. Në përputhje me vendimin e Komitetit të Rezervave Shtetërore, si bazë për planifikimin e kërkimeve gjeologjike u pranuan rezerva në masën 1.0 miliardë tonë me ngopje bitumi mbi 5%. Në bazë të shkallës së kërkimit, këto rezerva klasifikohen si të parashikuara.
KARBURANT E ALKOOLIT
Alkoolet, metanoli dhe etanoli janë përdorur tashmë si përbërës të karburanteve motorike gjatë periudhave të mungesës akute të karburantit. Aktualisht, përvoja më e madhe praktike është grumbulluar jashtë vendit në përdorimin e alkoolit etilik.
Në fillim të viteve 70 të shekullit XX. për shkak të kërkesave në rritje për cilësinë e karburanteve të përdorura, nevoja për zgjerim bazë e lëndës së parë Gjatë prodhimit të lëndëve djegëse motorike është rritur interesi për përdorimin e metanolit si lëndë djegëse apo si shtesë e tij. Lëndët djegëse të tilla si "gasohol" dhe "disohol" janë të njohura.
Interesimi i konsiderueshëm për lëndët djegëse alkoolike, veçanërisht metanolin, është për shkak të një sërë arsyesh, ku kryesoret janë: nga pikëpamja mjedisore, lëndët djegëse të tilla janë më të pranueshme;
PERSPEKTIVAT E PËRDORIMIT TË LËNDËVE TË REJA
më memec se benzina sintetike dhe lëndët djegëse të tjera jo të naftës, magazinimi dhe shpërndarja janë të ngjashme me benzinën, përdorimi i tyre bën të mundur arritjen e rritjes së efikasitetit të karburantit të motorit. E gjithë kjo arrihet duke zgjeruar njëkohësisht burimet e karburanteve motorike me bazë nafte.
Mundësia e përdorimit të metanolit është vërtetuar teknikisht: si aditiv 5 dhe 15% ndaj benzinës; për prodhimin e aditivit të karburantit me oktan të lartë - MTBE (metil tert-butil eter); për prodhimin e benzinës nga metanoli; në formën e tij më të pastër.
Një përzierje benzometanoli që përmban 5% metanol, për shkak të ndarjes në një temperaturë prej -3 ° C, mund të përdoret si lëndë djegëse verore. Nëse përdoren 1.5 milion ton metanol si një shtesë e tillë, zgjerimi i burimeve të karburantit motorik mund të arrijë në 0.8 milion ton, në përgjithësi, përzierjet e benzometanolit janë të qëndrueshme në funksionim, emetimet e përbërësve në gazrat e shkarkimit reduktohen ndjeshëm: hidrokarburet me 10. ..20%, oksidet e azotit - me 30...35%.
Aktualisht, laboratorët po punojnë për përdorimin e metanolit të pastër. Sidoqoftë, një përdorim i tillë kërkon ndryshime të rëndësishme në modelet e motorëve serialë, të cilat nuk mund të kryhen nivel modern zhvillimin e teknologjisë. Është përpunuar furnizim i veçantë i metanolit nga benzina. Sisteme të tilla me karburant të dyfishtë kanë një numër avantazhesh. Sipas GosNIImethanolproekt, kur futen sistemet me karburant të dyfishtë, do të kërkohet konsumi i metanolit në një sasi deri në 10% të vëllimit të benzinës dhe mund të përdoret në të gjitha zonat klimatike. Ky furnizim me karburant lejon gjithashtu përdorimin e benzinës me oktan të ulët.
ENERGJIA E HIDROGJENIT
Aktualisht, lënda e parë kryesore në Rusi për prodhimin e hidrogjenit është gazi natyror, nga i cili prodhohet më shumë se 90% e hidrogjenit.
Metodat premtuese për nxjerrjen e hidrogjenit nga gazrat që përmbajnë hidrogjen të industrive të ndryshme tashmë janë zhvilluar dhe po zbatohen: kondensimi në temperaturë të ulët, adsorbimi, thithja, teknologjia e membranës. Prodhimi i hidrogjenit me këto metoda është shumë më ekonomik sesa në instalimet speciale për shndërrimin me avull të gazeve hidrokarbure, që konsiderohet metoda më e lirë e prodhimit të hidrogjenit. Një burim premtues është qymyri. Megjithatë, në programin e zhvillimit të gazit hidrogjen
PERSPEKTIVAT E PËRDORIMIT TË LËNDËVE TË REJA
Energjia në vend për të ardhmen parashikon që burimi kryesor i lëndës së parë për prodhimin e hidrogjenit të jetë uji, për zbërthimin e të cilit duhet të përdoret nxehtësia e një reaktori bërthamor me temperaturë të lartë (HTNR).
Hidrogjeni ka një vlerë shumë të lartë kalorifike: kur digjet 1 g hidrogjen, fitohet 28,6 cal energji termike (kur digjet 1 g benzinë - 11,2 cal), ai mund të transportohet dhe shpërndahet përmes tubacioneve si gazi natyror.
Avantazhi kryesor i energjisë së hidrogjenit është mundësia e kursimit të lëndëve të para të energjisë tradicionale përmes përdorimit të gjerë të hidrogjenit si lëndë djegëse për motorët. djegia e brendshme(si në formë të pastër ashtu edhe si shtesë) dhe motorë me turbina me gaz (transport ajror, energji elektrike).
Testet kanë treguar se është më efektiv përdorimi i hidrogjenit në formën e një aditivi 5...10% ndaj benzinës, pasi përdorimi i hidrogjenit të pastër çon në ndërprerjen e procesit të funksionimit të motorit dhe lirimin e sasive të mëdha të NO x, si dhe duke komplikuar ruajtjen e sasive të mëdha të hidrogjenit në bordin e makinës. Kjo përzierje ju lejon të rrisni efikasitetin e karburantit të motorit me 20...25%, të zvogëloni konsumin e funksionimit të benzinës me 35...40% dhe toksicitetin e gazrave të shkarkimit për CO me 15-20 herë, për hidrokarburet me 1.5-2.0 herë dhe oksidet e azotit 10-15 herë.
Për shkak të mungesës së burimeve komerciale të hidrogjenit në fazën fillestare, përkthimi transporti rrugor Këshillohet që të kryhen kërkime mbi përbërjet e benzohidrogjenit në rajone të caktuara në të cilat ka burime të mjaftueshme të hidrogjenit sekondar, i cili është nënprodukt i prodhimit kimik dhe petrokimik, ose ka burime të mjaftueshme të gazrave të procesit nga të cilat mund të bëhet hidrogjeni i lirë. të marra.
Për të marrë energjinë elektrike maksimale, përdorimi i hidrogjenit në sektorin e energjisë duhet të konsiderohet njëkohësisht me përdorimin e energjisë elektrike të centralit bërthamor për të prodhuar hidrogjen me elektrolizë të ujit me djegien e tij të mëtejshme për të gjeneruar energji elektrike gjatë orëve të pikut të ngarkesës, qoftë në avull. turbinë, në një gjenerator avulli dhe një gjenerator MHD, ose në një gjenerator MHD dhe një gjenerator me avull. Kostot e vlerësuara për transportin e hidrogjenit në distanca të gjata me të njëjtën fuqi të transmetuar janë 3-5 herë më të ulëta se kostot për transportin e energjisë elektrike.
9.7. PERSPEKTIVAT PËR ZHVILLIMIN E BRE
Nëse në vitin 1980 pjesa e energjisë elektrike të prodhuar nga burimet e rinovueshme të energjisë në botë ishte 1%, atëherë sipas vlerësimeve Shoqëria Amerikane inxhinierë elektrikë deri në vitin 2005 do të arrijë në 5, në 2020 - 13 dhe në 2060 - 33%. Sipas Departamentit Amerikan të Energjisë, në këtë vend deri në vitin 2020, vëllimi i prodhimit të energjisë elektrike bazuar në burimet e rinovueshme të energjisë mund të rritet nga 11 në 22%. Në vende Bashkimi Evropianështë planifikuar të rritet pjesa e përdorimit të burimeve të rinovueshme të energjisë për prodhimin e energjisë termike dhe elektrike nga 6 (1996) në 12% (2010). Situata fillestare në vendet e BE-së është e ndryshme. Dhe nëse në Danimarkë pjesa e përdorimit të BRE nga 3% në 2000 arriti në 10%, atëherë Holanda planifikon të rrisë pjesën e BRE nga 3% në 2000 në 10% në 2020. Rezultati kryesor në tablonë e përgjithshme përcaktohet nga Gjermania , ku është planifikuar të rritet pesha e burimeve të rinovueshme të energjisë nga 5.9% në 2000 në 12% në 2010, kryesisht për shkak të energjisë së erës, diellit dhe biomasës. Arsyet kryesore që përcaktuan zhvillimin e burimeve të rinovueshme të energjisë janë:
· sigurimin e sigurisë energjetike;
· ruajtja e mjedisit dhe sigurimi i sigurisë mjedisore;
· pushtimin e tregjeve globale për burimet e rinovueshme të energjisë, veçanërisht në vendet në zhvillim;
· ruajtja e rezervave të burimeve vetanake të energjisë për gjeneratat e ardhshme;
· Rritja e konsumit të lëndëve të para për përdorim joenergjetik të karburantit.
Shkalla e rritjes së përdorimit të burimeve të energjisë së rinovueshme në botë gjatë 10 viteve të ardhshme është paraqitur në Tabelën. 9.1.
Tabela 9.1
PARASHIKIMI I RRITJES SË KAPACITETEVE TË INSTALUESHME RES NË BOTË, GW
Shënime: 1. Në rreshtin “fotovoltaikë” tregohet në kllapa prodhimi vjetor i qelizave fotovoltaike. 2. Skenarët I, II për zhvillimin e energjisë gjeotermale, përkatësisht, me një rritje vjetore prej 10% dhe 15%.
Pyetje sigurie
1. Cilat mund të jenë llojet e reja të lëndëve djegëse të lëngëta dhe të gazta
përdoret në të ardhmen?
2. Si mund të merrni karburant "sintetik"?
3. Ku ndodhen depozitat kryesore të argjilorit në Rusi dhe cilat janë perspektivat për përfshirjen e tyre në rezervat e karburantit dhe energjisë së vendit?
4. Për çfarë qëllimesh mund të përdoren lëndët djegëse alkoolike?
5. Cilat janë perspektivat për zhvillimin e energjisë së hidrogjenit?
6. Cilat janë perspektivat për zhvillimin e burimeve të rinovueshme të energjisë?
7. Çfarë formohet nga karburanti i pluhurosur i qymyrit gjatë pirolizës me shpejtësi të lartë?
8. Si ndodh hidrogjenizimi i qymyrit?
9. Cilat janë avantazhet e lëndëve djegëse alkoolike në krahasim me benzinën sintetike dhe lëndët djegëse të tjera jo të naftës?
10. Për sa përqind mund të zvogëlohet konsumi i benzinës gjatë funksionimit të mjeteve motorike kur përdoret aditivi hidrogjenor 5...10%?
REFERENCAT
L. Burman A.P. dhe të tjera Bazat e energjisë moderne. - M. MPEI. 2002.
2. Bezrukikh P. P., Arbuzov D., Borisov G. A. Dhe burime të tjera dhe efikasitetin e përdorimit të burimeve të rinovueshme të energjisë. S.-Pb. Shkenca. 2002.
3. Bushu ev V.V. Mbi strategjinë energjetike të Rusisë // Buletini i Inxhinierisë së Energjisë Elektrike, 1998, Nr. 3.
4. Gritsenko A. I. Burimet jo tradicionale të energjisë së rinovueshme - M.: VNIIGAZ. 1996.
5. Udhëzime për llogaritjen e emetimeve të ndotësve gjatë djegies së karburantit në kaldaja - M.O Gidrometeoszdat. 1985.
6. Sibikin Yu D., Sibikin M. Yu. Teknologjia e kursimit të energjisë. Libër mësuesi. M.: Forum-Infra-M. 2006.
7. Yatrov S. N., Zhilina L. V., Sibikin Yu. dhe të tjera teknologjitë e kursimit të energjisë në BRSS dhe jashtë saj në 2 vëllime: Firma “Energy Saving”. 1993.
8. Budreiko E. N., Zaitsev V. A. Hyrje në ekologjinë industriale. M.: Edukimi profesional. 1991.
ngjesh në 10-15 fjali 1. Format, përmasat, lëvizjet e Tokës dhe pasojat e tyre gjeografike.Shkencëtari i lashtë grek Aristoteli sugjeroi se Toka, si të gjithë planetët e tjerë, ka formën e një topi, por më saktë forma e Tokës mund të quhet gjeoid.
Toka - planet i vogël Sistemi diellor. Në madhësi tejkalon vetëm Mërkurin, Marsin dhe Plutonin. Rrezja mesatare e Tokës është 6371 km, ndërsa rrezja ekuatoriale e Tokës është më e madhe se ajo polare, d.m.th. Toka është “rrafshuar” në pole, gjë që shkaktohet nga rrotullimi i Tokës rreth boshtit të saj. Rrezja polare e Tokës është 6357 km, dhe rrezja ekuatoriale është 6378 km. Perimetri i Tokës është afërsisht 40 mijë km. Dhe sipërfaqja e planetit tonë është afërsisht 510 milion km2.
Toka rrotullohet rreth diellit dhe bën kthesë e plotë në 365 ditë 6 orë e 9 minuta. Orët dhe minutat "shtesë" krijojnë një ditë shtesë - 29 shkurt, kështu që ka një vit të brishtë (një vit i pjesëtueshëm me 4).
Toka gjithashtu rrotullohet rreth boshtit të saj, duke rezultuar në një cikël ditor të ditës dhe natës. Boshti i Tokës është një vijë e drejtë imagjinare që kalon në qendër të Tokës. Boshti kryqëzon sipërfaqen e Tokës në dy pika: Polin e Veriut dhe atë të Jugut.
Boshti i Tokës është i anuar me 23.5°, gjë që çon në ndryshimin e stinëve në planetin tonë. Kur zona përreth është përballë Diellit Poli i Veriut, në hemisferën veriore është verë, dhe në hemisferën jugore është dimër. Kur zona përreth është përballë Diellit Poli i Jugut- anasjelltas. Më 22 qershor, Dielli është në zenitin e tij mbi Tropikun Verior - kjo është dita më e gjatë e vitit në hemisferën veriore, 22 dhjetor - mbi Tropikun jugor - kjo është dita më e shkurtër në hemisferën veriore dhe më e gjata në jugore. 21 Marsi dhe 23 Shtatori janë ditët e ekuinoksit të pranverës dhe vjeshtës - ditë kur dita është e barabartë me natën, dhe Dielli është në zenitin e tij mbi ekuator.
Forma sferike e Tokës çon në ngrohje të pabarabartë të sipërfaqes së tokës. Rajonet ekuatoriale të Tokës (zona e nxehtë termike), të vendosura midis tropikëve, marrin sasinë maksimale të nxehtësisë diellore, ndërsa rajonet polare (zonat termike të ftohta) marrin minimumin, gjë që çon në temperatura negative në gjerësitë polare.
2. Pellgjet më të mëdha të qymyrit në botë ndodhen në pjesën aziatike të Rusisë. Por në të njëjtën kohë, shumë rajone të Lindjes së Largët të vendit tonë çdo vit përjetojnë mungesë karburanti në dimër. Me çfarë lidhet kjo? Cilat janë mënyrat për të zgjidhur këtë problem?
Në pjesën aziatike të Rusisë ka pellgje gjigande qymyri: Tunguska, Lensky, Kansko-Achinsky, Kuznetsky, Taimyrsky, Zyryansky, Amursky dhe të tjerë. Sidoqoftë, shumë rajone të Lindjes së Largët (për shembull, Territori Kamchatka, Chukotka, Primorye dhe të tjerët) pothuajse vazhdimisht përjetojnë mungesë karburanti në dimër. Kjo për faktin se shumica e pellgjeve të përmendura të qymyrit ndodhen në rajone të largëta dhe të pazhvilluara. Përveç kësaj, të rënda gjeologjike dhe kushtet klimatike shpesh e bëjnë minierën e qymyrit joprofitabile. Kostoja e minierave të qymyrit në shumë rajone të Lindjes së Largët është shumë e lartë. Prandaj, shumë rajone të Lindjes së Largët, madje edhe ato të pajisura me rezerva qymyri, detyrohen të importojnë lloje të tjera karburanti (kryesisht naftë) nga rajone të tjera të vendit.
Për të zgjidhur problemin e karburantit në Lindjen e Largët, është e nevojshme të fillohet zhvillimi i pellgjeve të qymyrit, ku është e mundur të nxirret qymyri me metoda të hapura (gurore), të cilat do të ulin ndjeshëm koston e minierave të qymyrit. Është gjithashtu e mundur të zhvillohet industria e naftës dhe gazit në veri të Sakhalin dhe në zonën e raftit të deteve Okhotsk, Bering dhe Chukchi, përdorimi i energjisë së erës (kudo), energjia gjeotermale(Kamçatka dhe Ishujt Kuril) dhe energjia baticat e detit(në fund të fundit, në gjirin Shelikhov baticat arrijnë 14 m!).
karburantet dhe vendet që i konsumojnë ato nuk përkojnë në shumë drejtime Cila është arsyeja për këtë?
të dhënat gjeografike në tre kontinente. Por shpejt u bë e qartë se ai kishte ngatërruar fotografitë e kolegëve të tij dhe kishte humbur fletoren e tij, ku shpjegohej se çfarë ishin këto objekte dhe ku ndodheshin. Në përgjithësi, kjo nuk është një situatë aq e rrallë për një gazetar. A mund të ndihmoni një gazetar të pamend? Ndihmoni në identifikimin e objekteve gjeografike që thyejnë rekord në kontinentet tuaja nëse dihet sa vijon rreth tyre:
A) depozitimi më i madh i mineralit të bakrit;
B) vendi më i nxehtë dhe hipsometrikisht më i ulët në kontinent;
C) sipas llogaritjeve të bëra nga shkencëtarët, këtu duhet të regjistrohet temperatura më e ulët e ajrit të njërit prej hemisferave;
D) masivi më i madh akullnajor në kontinent, duke krijuar ajsbergun e kapur në foto brenda të njohurit park kombëtar, i listuar si një sit i trashëgimisë botërore të UNESCO-s.
Zgjidhje
vende. Këtu piqen hurma dhe rrush, ullinj dhe portokall, grurë dhe duhan, bajame dhe lajthi. Malet janë të pasura me qymyr dhe hekur, plumb dhe tungsten. Fytyra e vendit: anije, makina, kimikate, tekstile, këpucë, metale me ngjyra, verëra, agrume, vaj ulliri, tapë. Turizmi i huaj gjeneron fitime të konsiderueshme. Përshkruani E.G.P. të këtij vendi.
2 . Shpjegoni: Pse lumi Rhine është superior ndaj gjithçkaje për sa i përket qarkullimit të mallrave? sistemet e lumenjve paqe?
3 . Vërtetoni se: Europa e huaj ka qenë dhe mbetet një nga qendrat kryesore të politikës dhe ekonomisë botërore.
4 . Cili është emri i këtij vendi? Klima e butë, ajri malor, liqenet me ujë të pastër dhe brigje piktoreske tërheqin shumë turistë dhe atletë nga e gjithë bota. Makineri, ora, ilaçe, vitamina, çokollatë, ushqim për fëmijë dhe varietetet më të mira të djathit - kjo është ajo për të cilën është i famshëm ky shtet. Përshkruani vendin sipas kritereve të mëposhtme: madhësia e territorit, popullsia, niveli i urbanizimit.
5 . Shpjegoni: Pse Europa jashtë shtetit është një destinacion kryesor për turizmin ndërkombëtar? Listoni zonat kryesore turistike dhe rekreative Evropën e huaj.
6 . Vërtetoni se: Gjendja e mjedisit në zonat e vjetra industriale në depresion është zakonisht kërcënuese.
7. Përcaktoni shtetin në fjalë? Ky shtet industrial shumë i zhvilluar është i njohur gjerësisht në botën moderne për veprimtaritë e tij bankare, sigurimesh dhe të tjera tregtare. Përshkruani potencialin e burimeve natyrore.8 . Shpjegoni: Pse monopolet e naftës prodhojnë naftë në Detin e Veriut, megjithëse kostoja e saj është shumë herë më e lartë se në vendet e Lindjes së Afërt dhe të Mesme?
9 . Vërtetoni se: Kompleksi i karburantit dhe energjisë i Evropës së huaj karakterizohet nga karakteristika specifike. Shfaqni më së shumti në hartë depozitat e mëdha burimet e karburantit brenda territorit të Evropës së huaj.
10 . Emërtoni vendin dhe tregoni në hartë nënrajonin e Evropës së huaj në të cilën ndodhet; Çfarë e bën atë unik? Një legjendë e lashtë thotë: “Pasi Zoti krijoi botën, ai hodhi grushtin e fundit të gurëve në det. Prej tyre u ngrit një vend i ashpër, shkëmbor, në të cilin banorët kanë qenë prej kohësh të famshëm për punën e tyre të mundimshme, ashtu siç janë të famshëm ullinjtë, duhani dhe rrushi i rritur në këtë tokë.
11. Shpjegoni: Cilat janë ndryshimet kryesore në zhvillimin e llojeve të bujqësisë të Evropës Veriore dhe Evropës Jugore në Evropën e huaj? Listoni fushat kryesore të specializimit.
12 . Vërtetoni se: Europa e huaj tani është kthyer në një vatër globale imigrimi, ju lutemi tregoni arsyet.
13. Për cilin shtet po flasim? Ky vend është përpara të gjitha vendeve evropiane në rezervat hidroenergjetike. zë vend drejtues në botën kapitaliste për shkrirjen e aluminit, nikelit, ferroaliazheve dhe kobaltit. Zbulimi i një fushe nafte dhe gazi në det që lajnë brigjet e tij ka një rëndësi të madhe për ekonominë. Këtu jetojnë ndërtuesit e anijeve dhe marinarët, peshkatarët dhe udhëtarët. Jepni një përshkrim parakushtet natyrore zhvillimi industrial i një shteti të caktuar.
14 . Shpjegoni: Pse ka një mbizotërim të mprehtë të kryeqytetit ndaj qyteteve të tjera në Francë dhe Britani të Madhe, por ky fenomen nuk është tipik për Gjermaninë dhe Italinë?
15 . Vërtetoni se: Sistemi rajonal i transportit të Evropës së huaj i përket tipit të Evropës Perëndimore dhe është një autostradë me konfigurim kompleks.
16.10.2011 21:31
Natyrisht, benzina nuk është substanca e vetme e mundshme e përshtatshme për të lëvizur një automjet. Një pyetje tjetër është se në fillim të shekullit të njëzetë, zgjedhja e benzinës si lëndë djegëse për makinat dhe të tjera si ato ishte për shkak të një sërë problemesh që atëherë ishin të pazgjidhshme. Kjo është edhe madhësia dhe pesha e madhe motorët me avull, dhe një rezervë të vogël energjie, me, përsëri, dimensionet dhe peshën e madhe të baterive të automjeteve elektrike. Por që atëherë kanë kaluar më shumë se njëqind vjet dhe me të vërtetë, në kulmin aktual të përparimit teknologjik, ne nuk mund t'i zgjidhim këto probleme?
KARBURANT ALTERNATIV: E rreme dhe e rreme
Ne jemi gjithnjë e më të frikësuar nga varfërimi i rezervave të naftës dhe gazit në planet dhe nga ngrohja globale, e cila shkaktohet nga gazrat e shkarkimit të makinave. Këtu është e përshtatshme të kujtojmë se vetëm rezervat e provuara të naftës do të zgjasin për 500 vjet, dhe ato të pazbuluara (askush nuk dyshon se nën akulli polar miliarda fuçi nafte fshihen) – edhe më shumë. Në vitet 1920, përgjithësisht besohej se do të kishte mjaft naftë në planet për jo më shumë se një çerek shekulli. Ngrohja globale? Më shumë se gjysma e sfondit termik krijohet nga kafshët, njerëzit dhe bimët - për shkak të nxehtësisë së trupave të tyre, motorët e automjeteve krijojnë më pak se një për qind e gjysmë të sfondit termik! Për çfarë ndikimi të transportit në atmosferë mund të flasim në këtë situatë?
Nga ana tjetër, ekziston një "komplot global" i prodhuesve që fshehin qëllimisht teknologji më efikase dhe ekonomike.
Kjo tashmë bie në kategorinë e paranojës.
E megjithatë, që nga krijimi i makinës, kërkimet kanë vazhduar në fushën e karburanteve alternative. Çuditërisht, në agimin e industrisë së automobilave, shumica e makinave ishin... makina elektrike! Në përgjithësi, makina e parë elektrike u krijua nga shpikësi Robert Davidson në Angli në... 1838! Kjo do të thotë, tashmë gjashtë vjet pas zbulimit të fenomenit nga Faraday induksioni elektromagnetik, dhe gjysmë shekulli para shfaqjes së makinës së parë me motor me djegie të brendshme! Në fund të shekullit të 19-të, makinat elektrike ishin përpara makinave me motorë tradicionalë (siç e kuptojmë sot) për nga shpejtësia dhe prodhimi!
Por kishte edhe makina me avull! Makina e parë me avull... “karroca me avull”, siç quhej atëherë, u ndërtua në vitin 1769 nga francezi Nicolas Joseph Cugnot. "Karroca e tij e zjarrit" arriti një shpejtësi prej 4.5 km/h dhe kishte një rezervë energjie prej 12 minutash, pas së cilës ishte e nevojshme të shtoni ujë në kazan. Një çerek mijëvjeçari më vonë, në fillim të shekullit të njëzetë, makinat me avull (në fakt, kopje më të vogla të lokomotivave me avull) ishin përsëri superiore ndaj makinave me performancë benzine. Shpejtësia rekord, e treguar në një "lokomotivë me avull" nga francezi Leon Serpol në 1902 me 120.8 km/h, ishte atëherë e paarritshme për makinat tradicionale siç i kuptojmë ne sot. Midis rreshtave, mund të vërehet se Louis Renault "u sëmur" me makina pasi i njëjti Serpolet e la të drejtonte një biçikletë me tri rrota me avull në 1891...
Të gjithë këta shembuj tregojnë se benzina nuk është sigurisht e vetmja substancë e mundshme e përshtatshme për të lëvizur një automjet. Një pyetje tjetër është se në fillim të shekullit të njëzetë, zgjedhja e benzinës si lëndë djegëse për makinat dhe të tjera si ato ishte për shkak të një sërë problemesh që atëherë ishin të pazgjidhshme. Kjo është madhësia dhe pesha e madhe e motorëve me avull dhe një rezervë e vogël fuqie, me, përsëri, dimensionet dhe peshën e madhe të baterive të automjeteve elektrike. Por që atëherë kanë kaluar më shumë se njëqind vjet dhe me të vërtetë, në kulmin aktual të përparimit teknologjik, ne nuk mund t'i zgjidhim këto probleme?
Dhe cili është, në përgjithësi, karburanti ideal për një makinë? Ndoshta kjo është diçka nga e cila duhet të fillojmë. Çfarë karakteristikash duhet të ketë një karburant ideal?
1. Kriteri i parë, natyrisht, është disponueshmëria e karburantit. Idealisht, ai duhet të gjendet në natyrë në formën e tij të pastër dhe kostot e nxjerrjes duhet të jenë minimale. Ndoshta e vetmja gjë që i përshtatet këtij kriteri është druri.
2. Lartë ngrohje specifike djegie. Kjo do të thotë, pesha (ose vëllimi) minimal i karburantit duhet të sigurojë energjinë termike maksimale të konvertuar në energji mekanike. Këtu drutë e zjarrit, me një vlerë kalorifike 10 MJ/kg, janë në fund të listës, pozicioni kryesor i përket hidrogjenit - 120 MJ/kg. Benzina është diku në mes - 46 MJ/kg.
3. Toksiciteti. Karburanti, pavarësisht nga cilësitë që ka, duhet të ketë toksicitet të ulët - në fund të fundit automjeteve, ndonjëherë futen në aksidente, madje edhe në motorsport, përveç “kafazit të sigurisë” që mbron pilotin, nuk ka mjeti i fundit Vëmendje i kushtohet mbrojtjes së rezervuarit të gazit dhe parandalimit të derdhjeve të karburantit. Atje kjo zgjidhet duke përdorur tanke gome me një "sfungjer" brenda. Është e qartë se nëse një pikë karburanti i derdhur vret të gjitha gjallesat brenda një rrezeje prej pesëdhjetë kilometrash, kjo nuk është metoda jonë. Në këtë drejtim, druri është përsëri karburanti ideal.
4. Toksiciteti i produkteve të djegies. Ky tregues është i lidhur ngushtë me atë të mëparshëm, sepse nëse një makinë, duke ngarë një kilometër, vret nja dy qindra flutura Drosophila me gazra shter, kjo nuk është gjithashtu plotësisht miqësore me mjedisin. Ideali për këtë tregues, siç duket, është energjia elektrike - në fund të fundit, ai nuk prodhon fare produkte djegieje! Megjithatë, mjafton të kujtojmë se nga vjen... Përsëri, produkti i djegies së hidrogjenit është uji. Gjëja është gjithashtu mjaft e ulët toksike. Alkooli dhe gazi prodhojnë gjithashtu një sasi të ulët të produkteve të djegies. Druri dhe benzina, të cilat prodhojnë monoksid karboni CO si rezultat i djegies, dhe ky i fundit gjithashtu oksidet e metaleve të rënda, duken, për ta thënë butë, të shëmtuar në sfondin e shembujve të mëparshëm.
5. Karakteristikat e konsumatorit. Ky emër, natyrisht, është i kushtëzuar. Mos harroni se që karburanti të digjet, duhet të futet në dhomën e djegies dhe të sigurojë plotësinë e vetë procesit të djegies. Termocentralet që operojnë me lëndë djegëse të ngurtë - qymyr, kanë punëtori të përgatitjes së karburantit (shkarkimit, ruajtjes, shtypjes, furnizimit) që nuk janë inferiorë në madhësi ndaj vetë termocentraleve. Domethënë, nëse për të organizuar procesin e djegies duhet një mekanizëm përgatitor dhe një dhomë djegieje me përmasa të tilla që një makinë e vogël dyvendëshe të kthehet në një traktor dyzet tonësh... Kujt i duhet kjo?
Tani le të përpiqemi të shqyrtojmë dhe, nëse është e mundur, të vlerësojmë ato lloje të karburantit që kanë një shans të shfaqen në të ardhmen e parashikueshme. Le të lëmë vetëm ndarjen e rrezeve të plazmës dhe shkrirjen e ftohtë bërthamore - këto teknologji janë shumë fantastike sot për të shtyrë makinën mesatare. Nga rruga, duke parë përpara, mund të themi se karburanti ideal në të gjitha aspektet është uji - substanca më e zakonshme në Tokë, absolutisht jo toksike ... megjithatë, sot nuk është plotësisht e qartë se çfarë energjie uji (përveç mekanike - në parimin e mullirit me ujë) mund të shndërrohet në energji mekanike rrotullimi i rrotave.
Energjia elektrike
Që nga fëmijëria, ne jemi mësuar se makinat e së ardhmes sigurisht që do të punojnë me energji elektrike, prandaj energjia elektrike është zgjedhja e parë si burim alternativ i energjisë për makinat. Dhe interesi për automjetet elektrike ka qenë vazhdimisht në rritje - që nga vitet 1960, kur ambientalistët dhanë alarmin, pasi - kriza energjetike e viteve 1980 kontribuoi në rritjen e popullaritetit të automjeteve elektrike, sot arsyeja e rritjes së vëmendjes ndaj këtyre automjeteve është rritje të çmimit të naftës.
Siç u përmend më lart, makina e parë elektrike u krijua në 1836, dhe në vitet 1910, taksitë e Nju Jorkut operonin deri në 70,000 makina elektrike! Kur flasim për automjetet elektrike, është e pamundur të injorosh trolejbusët - në fund të fundit, këto janë ato! Meqë ra fjala, mjeti i parë tokësor në botë që kapërceu pengesën e shpejtësisë prej 100 km/h ishte një makinë elektrike - “La Jamais Contente” (Gjithmonë e pakënaqur, frëngjisht) nga belgu Camille Genatzi, e cila tregoi një shpejtësi prej 105.882 km. /h në pranverën e vitit 1899.
Në Perëndim, makinat elektrike u prodhuan nga GM, Renault, Daimler, në Japoni nga Mitsubishi, Toyota, Honda, madje edhe India nuk u kursye nga "elektromobilizimi" - Reva u krijua atje. Në BRSS, tema e automjeteve elektrike nuk mund të injorohej nga Instituti NAMI dhe, natyrisht, AvtoVAZ, ku ishin automjetet eksperimentale të ngarkesave elektrike 2702, 2802 dhe, bazuar në VAZ-2102, një automjet elektrik për shpërndarjen e ushqimit 2801. Për më tepër, Instituti Rrugor i Kharkovit foli me sukses në garat rekord në HADI-11e, -13e e kështu me radhë.
Japonezët, të cilët kanë mbajtur pëllëmbën e dorës në prodhimin e makinave dhe pajisjeve elektronike për disa dekada, kanë shkuar më të largët duke krijuar Eliica me 8 rrota me 640 kuaj fuqi (makinë elektrike litium-jon), e aftë për të arritur shpejtësi deri në 370 km/h!
Në të vërtetë, makinat elektrike kanë një numër avantazhesh:
- Nuk ka gazra të shkarkimit;
- Thjeshtësia e dizajnit - e gjithë njësia tradicionale e fuqisë së motorit dhe transmetimit zëvendësohet nga një mekanizëm - një motor elektrik, aftësia e të cilit për të zhvilluar shpejtësi shumë të larta (deri në 15,000 rpm), ju lejon të bëni pa një kuti ingranazhi!
— Kosto e ulët e karburantit;
— Niveli i ulët i ndotjes akustike.
Kombinimi i të gjitha avantazheve bëri të mundur jo vetëm prezantimin e kamionit GAZel-Electro në uzinën GAZ, por edhe blerjen e disa automjeteve elektrike për funksionim provë nga Bashkia e Moskës. Nga rruga, në fund të shekullit të njëzetë, shqetësimi i Komitetit të Burimeve Ajrore të Kalifornisë për ndotjen e lartë të gazit pothuajse çoi në elektrifikimin e plotë të automjeteve në shtetin e Kalifornisë. Kështu u vendos që në vitin 1998, 2% e makinave të shitura në Kaliforni nuk duhet të prodhojnë emetime, dhe deri në vitin 2003 - 10%.
GM ishte e para që iu përgjigj kësaj duke prezantuar në treg modelin EV1, i cili shpejt fitoi popullaritet në grupin pilot, dhe GM tashmë po përgatitej të fillonte shitjet masive, por në vitin 2002 fatura u shfuqizua dhe pothuajse të gjitha automjetet elektrike u prodhuan. u konfiskuan nga pronarët e tyre dhe u shkatërruan. Kanë mbetur vetëm Toyota RAV-4 elektrike. Arsyeja e dhënë ishte fundi i jetëgjatësisë së baterisë. Natyrisht, ka pasur menjëherë nga ata që e panë shfuqizimin e projektligjit si një komplot mes autoriteteve dhe manjatëve të naftës, të cilët u ndjenë të kërcënuar nga forma e re masive e transportit.
Megjithatë, jo gjithçka është aq e korruptuar sa duket në shikim të parë. Fakti është se makinat elektrike kanë një sërë disavantazhesh:
— Para së gjithash, rezerva e energjisë është e vogël. Mesatarisht, bateritë ju lejojnë të udhëtoni rreth 100-150 km me një karikim në verë, dhe akoma më pak në dimër. Eliica, e aftë për të udhëtuar deri në 320 km me një karikim të vetëm, është më tepër një përjashtim;
- Kohë e gjatë karikimi. Në fakt, mbushja e një rezervuari plot me karburant edhe në një xhip me shumë dritare të uritur për energji kërkon më së shumti disa minuta karikimi i baterive të një makine elektrike;
— Mirëdashësia mjedisore e këtij lloji të transportit është më shumë imagjinare sesa reale. Në fund të fundit, energjia elektrike vjen nga një prizë, por si arrin atje? Po, ka termocentrale bërthamore, hidrocentrale, termocentrale me erë, termocentrale baticore, por shumica dërrmuese e termocentraleve sot janë termike, që djegin lëndë djegëse për të prodhuar energji elektrike;
— Edhe më pak miqësore me mjedisin është prodhimi i baterive dhe asgjësimi i tyre pasues. Në fund të fundit, ato përmbajnë elemente toksike - plumb, litium dhe acide;
— Mungesa e përdorimit të gjerë të stacioneve të karikimit, ndërtimi i të cilave do të shkaktojë dëme për mjedisin dhe ekonominë pothuajse më të madhe se funksionimi i automjeteve me benzinë. Nëse lejojmë ngarkimin masiv nga rrjetet shtëpiake, ngarkesa në të njëjtat rrjete do të rritet, gjë që mund të çojë në mbingarkesa të rrjeteve të energjisë dhe, si rezultat, në aksidente industriale lokale.
Për ta përmbledhur, mund të theksohet se energjia elektrike ka shumë të ngjarë të bëhet karburanti për automjetet masive, por jo në të ardhmen e parashikueshme.
Druri
Kur flasim për dru, nuk nënkuptojmë një motor lokomotivë me djegie të jashtme, por një motor gjenerator gazi. Ashtu si fenomeni i induksionit elektromagnetik, procesi i shndërrimit të karburantit të ngurtë në lëndë djegëse të gaztë u shpik në shekullin e kaluar, dhe gjeneratori i parë i gazit në botë u ndërtua në Angli në 1839. Vetë ideja e kombinimit të një gjeneratori gazi dhe një motori me djegie të brendshme erdhi tashmë në vitet 1870 tek E. Dawson. Fillimisht, makinat që prodhonin gaz nuk u përhapën - kishte mjaft alternativa për karburantin që prodhonte gaz, por Lufta e Parë Botërore na detyroi t'i kushtonim vëmendje më i forti në botë kjo për impiantet e prodhimit të gazit. Automjeti i parë i tillë ishte kamioni Berche, i cili hyri në shërbim me ushtrinë franceze.
Këtu ia vlen të bëni një digresion të shkurtër për të shpjeguar se çfarë është gjeneratori i gazit në përgjithësi dhe si funksionon. Me energji elektrike, gjithçka është e qartë - jeton në tela, është e padukshme dhe hyn në makinë nga priza. Por si lëndë djegëse e ngurtë shndërrohet në gaz pa kaluar në fazën e lëngshme?
Receta është në të vërtetë e thjeshtë - ngrohja e vazhdueshme e drurit në një temperaturë mbi djegien, domethënë distilimin e thatë. Vetë gjeneratori i gazit është një lloj hëne ende. Në diagram: 1 – kutia e zjarrit të gjeneratorit të gazit me kapëse ngarkimi për dru zjarri; kolektori i marrjes në filtrin e ajrit të motorit; 3 – ventilator për ndezjen e gjeneratorit të gazit; 4 – pastrues-ftohës i gazrave të gripit nga depozitat e katranit dhe tymi; 5 – shkëmbyes nxehtësie për ftohjen e gazit; 6 – kapa për heqjen e hirit.
Në Bashkimin Sovjetik, momenti kur kishte më shumë makina sesa karburant erdhi me fillimin e uzinës GAZ në fillim të viteve 1930. Shumë shpejt, instalimet më të thjeshta që funksiononin me qymyr u zëvendësuan nga ato më komplekse që përdoreshin produkt origjinal blloqe druri gazifikimi me permasa 40X40X50 mm. Përdorimi i tyre imponoi kërkesa më të rrepta në hartimin e gjeneratorit të gazit. Megjithatë, tundimi për të përdorur lëndë të para lehtësisht të disponueshme (druri nën standard dhe madje edhe pllakat ishin të përshtatshme për gunga) ishte arsyeja pse shumë projektues e kthyen vëmendjen e tyre te instalimet me djegie druri.
Në procesin e punës eksperimentale, u ndërtuan një numër i madh i instalimeve eksperimentale, shumë prej të cilave gjetën rrugën e tyre në jetë. Kështu u shfaqën jo vetëm kamionët e gjeneratorëve të gazit ZIS-13 dhe GAZ-42, por edhe sedanët e gjeneratorëve të gazit. Kështu që në shtator 1938, A. I. Peltzer, A. N. Ponizovkin dhe N. D. Titov (këto emra do të dëgjohen më shumë se një herë në historinë e industrisë vendase të automobilave dhe motorsportit) vozitën 5000 km pa ndalesë në gjeneratorin e gazit GAZ-M1-G, duke treguar shpejtësi mesatare prej 60.96 km/h, duke tejkaluar rekordin botëror të mbajtur më parë nga francezët!
Pa dyshim, gjeneratorët e gazit kanë një numër avantazhesh:
- disponueshmëria dhe kostoja e ulët e karburantit,
- toksicitet i ulët i gazrave të shkarkimit nga një motor me djegie të brendshme (por jo nga një gjenerator gazi!),
- burim më i lartë i dhomës së djegies së motorit me djegie të brendshme në krahasim me karburantin tradicional,
- mungesa e depozitave të karbonit në muret e cilindrit,
Filloi gjenerimi i përgjithshëm i gazit në vend. Jo vetëm kamionët, por edhe traktorët, dhe me fillimin e Luftës së Madhe Patriotike, madje edhe tanket, u shndërruan në karburant gjenerator gazi! Por edhe këtu, gjithçka nuk ishte plotësisht e qetë. Ne duhej të paguanim për disponueshmërinë e karburantit, duke marrë parasysh disavantazhet e gjeneratorëve të gazit:
- konsumi i lartë i karburantit - deri në 32 kg gunga për 100 km,
— pesha dhe dimensionet e njësisë së gjeneratorit të gazit reduktuan kapacitetin mbajtës të automjetit,
- furnizimi me dru zjarri zvogëloi më tej kapacitetin mbajtës të automjetit, për disa kamionë - pothuajse përgjysmë,
- fuqi e ulët në krahasim me modelet bazë,
— Shkarkimet e impiantit të gjeneratorit të gazit në formën e hirit dhe blozës.
Kështu që nga mesi i viteve 1950, numri i makinave që prodhonin gaz në BRSS filloi të binte. Por, me drejtësi, vlen të përmendet se në rajonet taiga të vendit tonë ka ende kamionë dhe traktorë që punojnë me karburant gjeneratori të gazit. Epo, çfarë mund të bësh, nuk ka pikë karburanti çdo një kilometër e gjysmë në taiga!
Por në përdorim masiv, disavantazhet e gjeneratorëve të gazit tejkalojnë dukshëm avantazhet, dhe kthimi tek ata sot është jashtëzakonisht irracional.
Ky lloj karburanti gjithashtu nuk është ekzotik në asnjë mënyrë - sot çdo rrugë GAZelle funksionon me gaz. Në BRSS, puna për kamionët me cilindra gazi filloi në mesin e vitit 1936, kryesisht falë Institutit NATI (më vonë NAMI). Instalimet eksperimentale për automjetet GAZ-MM dhe ZIS-5 përmbanin një përzierje propan-butani në 6-7 cilindra nën një presion prej rreth 200 kgf/cm. katrore dhe peshonte 420 dhe 550 kg. Kjo do të thotë, në këtë drejtim, nuk kishte përparësi të veçanta ndaj gjeneratorëve të gazit. Rezerva e energjisë gjithashtu nuk ishte shumë e madhe - rreth 100-150 km.
E megjithatë, lëndët djegëse të gazta janë përdorur për shumë vite në kamionë, së bashku me benzinën dhe karburantin dizel, dhe ka një shpjegim të thjeshtë për këtë: cikli termodinamik i funksionimit të një motori me djegie të brendshme nga ndezja e një përzierjeje të ngjeshur nga një burim i jashtëm energjie, i gjetur nga Nicholas August Otto në 1874, u llogarit në mënyrë specifike. për karburant të gaztë! Po, po, shpikësi i motorit me djegie të brendshme e konsideroi gazin si karburantin ideal!
Në fakt, gazi ka një numër avantazhesh:
- djegie më e plotë falë më shumë arsim cilësor përzierjet në cilindra,
- toksiciteti i ulët i produkteve të djegies,
- kosto e ulët e transportit të gazit,
- kosto e ulët e karburantit,
— Niveli i ulët i ndotjes akustike të atmosferës,
- pamundësia e vjedhjes së karburantit të gaztë nga personeli i mirëmbajtjes,
- kosto e ulët e ri-pajisjes së makinës.
Nga rruga, sot ka mjaft shembuj të përdorimit të gazit si karburant jo vetëm në kamionë, por edhe në makina - BMW, Audi, VAZ, etj. Për më tepër, sot ekziston tashmë një rrjet i stacioneve të karburantit të autogazit. Dikush do të thotë: "Po me naftë?" Dhe ky problem u zgjidh me ardhjen e gazit-naftë - një përzierje e metanit me një pezullim të karburantit dizel.
Por karburantet e gazta gjithashtu kanë ana e kundërt medalje:
- fuqi e ulët në krahasim me modelet bazë. Specifike vlera kalorifike gaz 44 MJ/kg kundrejt benzinës me 46 MJ/kg,
- rrezik i lartë i shpërthimit të cilindrave të gazit në rast aksidenti,
- toksiciteti i lartë i vetë karburantit. Helmimi me një përzierje propan-butani shkakton eufori, përgjumje, narkozë, mbytje dhe aritmi kardiake.
Megjithatë, sot gjithnjë e më shumë makina po shndërrohen në karburant të gaztë, kryesisht për arsye ekonomike. Ndoshta gazi mund të quhet alternativa më e mundshme ndaj benzinës në të ardhmen e afërt.
Alkooli
Përdorimi i alkoolit si lëndë djegëse për motorët me djegie të brendshme nuk është gjithashtu një shpikje e fundit. Historia, si në rastin e energjisë elektrike dhe gjeneratorit të gazit, na kthen dy shekuj pas - në vitin 1826, kur shpikësi amerikan Samuel Maury ndërtoi një motor që punonte me një përzierje alkooli dhe terpentine. Ky lloj karburanti gjeti aplikim në industrinë e automobilave tashmë në vitin 1896, kur një farë Henry Ford prodhoi makinën e tij të parë, Quadricycle, e cila punonte me alkool!
Duket, thjesht mendoni, një prototip i montuar nga një fermer në garazhin e tij... por ideja e përdorimit të alkoolit si karburant shkoi më tej - Modeli T që doli në shitje mund të funksiononte me benzinë, etanol ose një përzierje të ata! Ndoshta është falë sistemit me shumë karburant që Ford T është bërë kaq popullor dhe i përhapur. Në fund të fundit, kostoja e një makine është një gjë, por kostoja e mirëmbajtjes së saj është shpesh një çështje krejtësisht e ndryshme. Nga rruga, ishte për arsye ekonomike që Ford iu drejtua përdorimit të etanolit. Që nga viti 1861, Shtetet e Bashkuara kanë taksa të larta për alkoolin, të vendosura gjatë Lufta Civile. Në vitin 1906, taksat mbi alkoolin u ulën ndjeshëm, duke e bërë çmimin e etanolit të krahasueshëm me çmimin e benzinës - 7 cent për litër.
Në vitin 1923, Standard Oil ishte i pari që shtoi etanol në benzinë për të rritur oktanin dhe për të përmirësuar performancën e motorit, dhe Indianapolis 500 i vitit 1927 pa përdorimin e parë të etanolit si karburant për makinat e garave.
Por momenti vendimtar në historinë e karburantit të alkoolit ishin vitet 1970, dhe kjo u shoqërua me krizën e karburantit. Në vitin 1973 vendet arabe vendosi një embargo për furnizimin me "ari të zi" për shtetet që mbështesin Izraelin. Si rezultat, çmimet botërore të naftës u trefishuan. Sigurisht, ishte një katastrofë për të gjithë botën, por për Brazilin, produkti kryesor eksportues i të cilit ishte sheqeri, pati më shumë se një fatkeqësi. Në vitin 1974, çmimet e sheqerit ranë ndjeshëm.
Vendi ishte me fat - Presidenti brazilian Ernesto Gisel nuk e humbi zemrën dhe filloi një program për konvertimin e makinave braziliane nga benzinë në etanol, duke i zgjidhur të dyja problemet me një goditje - në fund të fundit, alkooli bëhet nga mbeturinat e prodhimit të sheqerit. Si rezultat, deri në vitin 1979, prodhimi i alkoolit u rrit me 500%, dhe qeveria braziliane ndërmori hapin tjetër - nënshkroi një marrëveshje me prodhuesit më të mëdhenj të automjeteve në botë (Fiat, Toyota, Mercedes-Benz, GM dhe Volkswagen), sipas së cilës ata ishin detyrohet të montojë vetëm modele në automjete braziliane të afta të përdorin 100% alkool si karburant. Në fund të viteve 1980, pothuajse të gjitha makinat e reja të shitura në Brazil ishin në gjendje të përdornin ekskluzivisht etanolin si karburant. Në fakt, kjo çoi në një krizë të re, si rezultat i së cilës Brazili u detyrua të importonte etanol dhe në fillim të viteve 1990, të kthehej plotësisht në benzinë.
Eksperimenti brazilian nuk kaloi pa gjurmë - pikërisht atij i detyrohet shfaqja e "automjeteve fleksibël me karburant" (Automjetet Flexible Fuel Vehicles (FFV), të cilat janë të afta të përdorin një përzierje prej 85% alkool dhe 15% benzinë (çfarë sot zakonisht quhet E85), si dhe benzina e zakonshme. Përzierjet deri në 20% etanol mund të përdoren në çdo automjet.
Sot, FFV-të përdoren me sukses jo vetëm në Brazil, por edhe në Japoni, SHBA, Gjermani, Angli dhe një numër vendesh të tjera. Kjo lehtësohet nga një numër i cilësitë pozitive etanol:
— Etanoli është neutral si burim gazrat serrë, meqenëse gjatë prodhimit të tij me fermentim dhe djegie të mëvonshme, lirohet e njëjta sasi CO2 siç ishte hequr më parë nga atmosfera nga bimët e përdorura për prodhimin e tij,
— kosto e ulët e karburantit të etanolit.
Nga për arsye të dukshme Ky lloj karburanti nuk ishte i përhapur në BRSS dhe Rusi.
Megjithatë, ka ende disa disavantazhe të rëndësishme:
- etanoli, rrit xhiron e avullimit të plastikës për disa plastikë (për shembull, polietileni i dendur). Kjo veçori e metanolit rrit rrezikun e rritjes së emetimeve të komponimeve organike të paqëndrueshme, të cilat mund të çojnë në një ulje të përqendrimit të ozonit dhe rritje rrezatimi diellor,
- fuqi e ulët në krahasim me modelet bazë. Nxehtësia specifike e djegies së alkoolit është 27 MJ/kg kundrejt benzinës me 46 MJ/kg.
Megjithatë, avantazhet e etanolit, si karburant me gaz, peshojnë shumë më tepër se disavantazhet dhe mund të quhet karburanti më premtues i së ardhmes së afërt.
Një histori për përdorimin e alkoolit si lëndë djegëse do të ishte e paplotë pa përmendur metanolin, por përdoret ekskluzivisht si lëndë djegëse për makinat sportive, pasi metanoli helmon aluminin, domethënë përdorimin e karburatorëve të aluminit dhe sistemeve të injektimit të karburantit në motorët me djegie të brendshme. është problematike. Hedhja tutje e përparimit teknik të njëqind viteve dhe kthimi te blloqet e cilindrave dhe kokat e cilindrave prej gize... një lëvizje e tillë është e qartë se nuk do të sjellë më afër një të ardhme më të ndritshme.
Biokarburantet
Në një kuptim të gjerë, "biokarburantet" është lëndë djegëse e prodhuar nga lëndët e para biologjike. Kjo do të thotë, ky lloj përfshin dru zjarri, etanol, metan, etj. Edhe biohidrogjeni. Por tre të parat tashmë janë marrë në konsideratë, por vetë ushqimi është lënë për të fundit. Dhe këtu mund t'i japim fund, nëse jo për bionaftë - një lëndë djegëse e bazuar në yndyrna me origjinë shtazore, bimore dhe mikrobike, si dhe në produktet e tyre të esterifikimit. Sot, lëndët e para për prodhimin e bionaftë mund të jenë farat e rapit, soja, palma, vaji i kokosit, si dhe mbetjet e industrisë ushqimore. Po zhvillohen teknologji për prodhimin e bionaftë nga algat.
Për të qenë të drejtë, vlen të përmendet se puna në motorët bionaftë është kryer relativisht kohët e fundit - pak më shumë se një çerek shekulli, dhe vetë karburanti bionaftë filloi të prodhohej në një shkallë industriale në Bashkimin Evropian në 1992.
Bionaftë në fakt ka një numër avantazhesh të pamohueshme:
— karakteristika të larta lubrifikimi, gjë që zgjat jetën e motorit. Për shembull, një kamion nga Gjermania hyri në Librin e Rekordeve Guinness pasi udhëtoi më shumë se 1.25 milion kilometra me karburant bionaftë me motorin e tij origjinal.
— numër i lartë cetani (për naftën minerale – 42-45, për bionaftë – të paktën 52),
- temperaturë e lartë e ndezjes - më shumë se 150 gradë,
— rinovimi i burimeve,
- ruajtja e një ekuilibri ekologjik - kur biokarburantet digjen, lirohet e njëjta sasi e dioksidit të karbonit siç u përthit nga bima gjatë gjithë jetëgjatësisë së saj,
- kosto e ulët, kryesisht për shkak të prodhimit të nënprodukteve të prodhimit të bionaftë.
Duket se problemi i karburantit ideal është zgjidhur dhe programet që premtojnë të transferojnë një pjesë të konsiderueshme të automjeteve në biokarburantet deri në vitin 2020 kanë çdo të drejtë për jetën. Por ka një mizë në vaj në çdo vaj:
— viskozitet i lartë i bionaftës, gjë që e bën të nevojshme ngrohjen e karburantit kur temperaturat e ulëta për të siguruar rrjedhshmëri të pranueshme,
- jetëgjatësi e shkurtër - rreth 3 muaj.
Por në fund, bionaftë është një tjetër pretendent për karburantin e së ardhmes së afërt. Kështu, SHA Hekurudhat Ruse, pasi kishte testuar bionaftë në 2006-2007 në lokomotivat me naftë të Hekurudhës Juglindore, ishte e kënaqur me rezultatet e eksperimentit dhe deklaroi gatishmërinë e saj për të përdorur bionaftë në një shkallë industriale në lokomotivat e saj me naftë.
Hidrogjeni
Kjo është gjëja më e ëmbël. Karburant hidrogjen. Një karburant me një nxehtësi specifike djegieje prej 120 MJ/kg - domethënë më i larti i njohur aktualisht (nëse nuk merrni parasysh antimaterinë, ndarjen e rrezeve të plazmës dhe trillime të tjera shkencore).
Eksperimentet e para me motorët me hidrogjen janë... dreqi! Kthehu në gjysmën e parë të shekullit të 19-të! Në vitin 1806, francezi François Isaac de Rivaz shpiku një motor me djegie të brendshme që punonte me hidrogjen, i cili prodhohej nga elektroliza e ujit. Por këto eksperimente mbetën të harruara për gati një shekull e gjysmë - deri në të Madhin Lufta Patriotike. NË rrethoi Leningradin benzina ishte në mungesë, por përzierja ajër-hidrogjen për balonat ishte në dispozicion sasi të mëdha. Tekniku ushtarak Boris Shelishch propozoi përdorimin e tij për motorët me djegie të brendshme të çikrikëve të balonave, dhe kur eksperimenti pati sukses, ai konvertoi rreth 600 makina në hidrogjen!
Pra, a është vërtet kaq e lehtë të konvertohet një motor standard me djegie të brendshme në hidrogjen, sa ishte e mundur më shumë se gjysmë shekulli më parë në kushte të improvizuara? Çfarë presim?
Por bërryli është afër, por nuk ka gjasa të kafshoni. Hidrogjeni mund të përdoret vërtet në motorët me djegie të brendshme. Në këtë rast, fuqia e motorit zvogëlohet në 82% -65% në krahasim me benzinën. Nëse shtoni ndryshime të vogla në sistemin e ndezjes, fuqia e motorit rritet në 117% në krahasim me një analog të benzinës, por më pas prodhimi i oksideve të azotit do të rritet ndjeshëm për shkak të temperaturës më të lartë në dhomën e djegies. Përveç kësaj, hidrogjeni, në temperaturat dhe presionet e krijuara në motor, është i aftë të reagojë me materialet dhe lubrifikantët e motorit, duke çuar në konsum më të shpejtë. Një motor konvencional me djegie të brendshme nuk është i përshtatshëm për të punuar me hidrogjen, sepse Hidrogjeni ndizet lehtësisht nga temperaturat e larta të kolektorit të shkarkimit. Në mënyrë tipike, një motor rrotullues përdoret për të operuar me hidrogjen, sepse në të kolektori i shkarkimit hiqet ndjeshëm nga kolektori i marrjes. Në fakt, kjo shpjegon se një nga makinat ekzistuese të hidrogjenit aktualisht është hidrogjeni rrotullues Mazda RX-8, por është gjithashtu dy-karburant, d.m.th. përdor si benzinë ashtu edhe hidrogjen.
Motorët me djegie të brendshme me hidrogjen (HICE) që janë afër motorëve tradicionalë me piston mund të shihen në BMW Hydrogen 7, dhe në Ford E-450 dhe MAN Lion City Bus. Megjithatë, e gjithë kjo tani po prodhohet në grupe të kufizuara eksperimentale.
Hidrogjeni ka dy avantazhe të pamohueshme:
- nxehtësi e lartë specifike e djegies,
- nuk ka shkarkime toksike. Në fund të fundit, produkti i djegies së hidrogjenit është uji!
Ka shumë më tepër disavantazhe. Sidoqoftë, ka shumë të ngjarë, kjo është vetëm tani për tani:
— teknologjitë e papërsosura të ruajtjes së hidrogjenit. Për shembull, në të njëjtin hidrogjen BMW 7, hidrogjeni ruhet në formë të lëngshme në një temperaturë prej minus 253 gradë. Celsius,
- kosto e lartë e hidrogjenit,
- një proces kompleks për prodhimin e hidrogjenit në shkallë industriale, gjatë të cilit lirohet i njëjti CO,
— kosto e lartë termocentrali me hidrogjen dhe kompleksiteti i mirëmbajtjes së tij,
- eksploziviteti i përzierjes hidrogjen-ajër. Le të kujtojmë Zeppelinët e fillimit të shekullit të njëzetë - ata digjen si shkrepse,
— mungesa e një strukture të zhvilluar të stacioneve të mbushjes me hidrogjen.
Epo, duket se ne mund të heqim dorë me siguri nga hidrogjeni si karburanti i së ardhmes së afërt. Po, ka shumë të ngjarë që do të përdoret në motorët me djegie të brendshme në disa qindra vjet.
E vërtetë... përpara se të heqim hidrogjenin, le të kthehemi në shekullin tonë të dashur të 19-të. Po, qeliza e parë e karburantit me hidrogjen në botë u shpik në 1939 nga William Grove! Duke ndjekur traditën e vendosur, puna e tij u harrua për gati një shekull e gjysmë, por në vitet 1960, u ngrit një interes serioz praktik për qelizat e karburantit me hidrogjen për të fuqizuar anijen kozmike Gemini dhe Apollo, dhe më pas anijen kozmike të ripërdorshme të programit Space Shuttle. Qelizat e karburantit janë provuar të jenë më të sigurta se termocentralet bërthamore dhe jo aq të shtrenjta sa panelet diellore.
Më pas, në agimin e astronautit, edhe atje, në anije kozmike, ku çdo gram është i vlefshëm, qelizat e karburantit me hidrogjen peshonin qindra kilogramë sot një element i tillë peshon rreth 50 kg;
Në parim, një makinë me një qelizë karburanti hidrogjeni nuk është asgjë më shumë se një makinë elektrike, sepse VFC prodhon rrymë elektrike, por me dy disavantazhe të mëdha: kombinon të gjitha rreziqet e HICE në një ndarje me një efikasitet të ulët prej rreth 45%. Megjithatë, sot ka VTE me një efikasitet prej 57%. Megjithatë, krahasuar me bateritë e plumbit, efikasiteti i të cilave është 70-90%, ky efikasitet është ende shumë i ulët për të folur për përdorimin e gjerë të baterive të tilla në të ardhmen e afërt.
Jo pa krenari, midis makinave eksperimentale me hidrogjen, mund të vërehet Niva me gjeneratorin elektrokimik "Foton", i zhvilluar për programin "Buran". Kostoja e gjeneratorit në 300,000 dollarë na bën gjithashtu të mendojmë për mundësinë e përdorimit së shpejti të tyre në industrinë civile të automobilave.
Në pamje të parë, më premtueset janë përzierja propan-butan, etanoli dhe bionaftë. Së bashku me termocentralet hibride, ato mund të japin rezultate thjesht të mahnitshme!
Dhe tani vjen “Oops! A nuk ka gjetur vërtet njerëzimi një zëvendësues të denjë për benzinën në më shumë se njëqind vjet të ekzistencës së transportit rrugor?” E gjeti! Dhe madje edhe para shpikjes së makinës!
Por a nuk po përpiqemi të rishpikim rrotën? Në fund të fundit, efikasiteti i një motori me djegie të brendshme me benzinë është vetëm rreth 35%, dhe më shumë se 80% e proceseve që ndodhin në cilindra mbeten të paeksploruara edhe sot e kësaj dite. Kjo do të thotë, edhe motori i mirë i vjetër, i njohur me benzinë me djegie të brendshme ka ende një potencial të madh për studim dhe përmirësim.
Përbërësit që përbëjnë lëndën djegëse organike ndahen në të ndezshme dhe jo të ndezshme . Sasia dhe cilësia e përbërësve të djegshëm përcaktojnë vlerën termike të karburantit. Komponentët jo të djegshëm "mbytin" karburantin, duke formuar "çakëll", i cili përkeqëson cilësinë dhe karakteristikat teknologjike të karburantit, zvogëlon vlerën e tij termike dhe përkeqëson performancën ekonomike dhe mjedisore të impianteve të kaldajave.
Çdo lëndë djegëse mund të konsiderohet si një substancë e përbërë nga një individ elementet kimike. Prandaj, kur flasim për përbërjen kimike, shpesh përdoret termi "përbërje elementare".
Përbërja e lëndëve djegëse të ngurta dhe të lëngëta përcaktohet në procesin e analizës laboratorike dhe zakonisht shprehet në për qind ndaj peshës. Baza përbërje elementare Lëndët djegëse të ngurta dhe të lëngëta përbëhen nga pesë elementë kimikë: karboni C, hidrogjeni H, azoti N, oksigjeni O dhe squfuri S.
Karboni- komponenti më i rëndësishëm i lëndëve djegëse të ngurta dhe të lëngëta, pasi është më i përmbajtur në masën e karburantit. Kur digjet karboni, ai lëshon një sasi të konsiderueshme nxehtësie.
Në karburant, karboni zakonisht gjendet në formën e komponimeve me elementë të tjerë, kryesisht hidrogjen. Këto komponime quhen hidrokarbure.
Hidrogjeni- komponenti i dytë më i rëndësishëm i djegshëm i lëndëve djegëse të ngurta dhe të lëngshme. Për sa i përket sasisë së nxehtësisë së çliruar gjatë djegies, hidrogjeni është 3.5 herë më i vlefshëm se karboni, por përmbajtja e hidrogjenit në lëndë djegëse është dukshëm më e vogël se karboni. Hidrogjeni në lëndë djegëse mund të jetë në formën e komponimeve me karbon, squfur, oksigjen dhe në gjendje të lirë.
Squfuri, të përfshira në karburant, mund të jetë në formën e komponimeve të ndezshme dhe jo të ndezshme. organike ( S o) dhe piriti ( FeS 2) squfuri është i ndezshëm, dhe squfuri sulfat (CaSo 4, FeSO 4, etj.) është jo i ndezshëm dhe është pjesë e hirit të karburantit.
Azoti karburanti është çakëll, i referohet pjesës jo të djegshme të karburantit, por kur digjet në kushte temperaturat e larta mund të bashkëveprojë me oksigjenin e lirë, duke formuar oksidet e azotit (JO x), duke kaluar në produkte të djegies dhe duke qenë substanca që kanë një efekt të dëmshëm në mjedis, veçanërisht në organizmat e gjallë.
Oksigjeni- një komponent i padëshiruar i karburantit. Kur është në gjendje të lirë, oksigjeni rrit aftësinë e karburantit për të ndezur spontanisht. Duke u kombinuar me karbonin dhe hidrogjenin e karburantit, oksigjeni formon përbërës jo të ndezshëm (CO 2 , H 2 O ) duke ulur vlerën termike të karburantit.
Në realitet, çdo karburant përbëhet nga të ndryshme komponimet kimike këto elemente. Varet nga lloji i lidhjes gjendje fizike karburant - i lëngshëm ose i ngurtë.
Përveç këtyre elementeve, karburanti përmban papastërti minerale, nga të cilat hiri A dhe lagështia W formohen gjatë djegies së karburantit Hiri dhe lagështia përbëjnë të ashtuquajturin çakëll të jashtëm të karburantit. Çakëlli i brendshëm i karburantit përfshin azot dhe oksigjen të përfshirë në përbërjen e tij.
Kështu, të përfshira në lëndët djegëse të ngurta dhe të lëngëta përfshijnë:
· elemente të djegshme: karboni C, hidrogjen H, squfur i avullueshëm S, i përbërë nga squfuri organik S op dhe piriti S k, pjesë e FeS 2;
· Elementet jo të ndezshme: azoti N dhe oksigjeni O;
· çakëll: hiri A dhe lagështia W.
Përbërja e lëndëve djegëse të ngurta dhe të lëngëta është shkruar në formën e simboleve të elementeve kimike:
C + H + O + N + S + A + W = 100%, (3.1)
ku simbolet C, H, O, N, S shprehin përkatësisht përqindjen ndaj peshës së karbonit, hidrogjenit, oksigjenit, azotit dhe squfurit, dhe simbolet A dhe W tregojnë përmbajtjen e hirit dhe lagështisë.
Karburanti i gaztë është një përzierje gaze të ndezshme (CO, H 2, CH 4, C m H n) dhe jo të ndezshme (N 2, O 2, CO 2), si dhe sasi e vogël avujt e ujit (H 2 O). Përbërja e karburantit të gaztë zakonisht tregohet në për qind nga vëllimi .
Përbërja kimike e karburantit të gaztë është e ndryshueshme. Kjo varet nga vendi ku nxirret karburanti ose si merret. Përbërja e gazeve të ndezshme mund të karakterizohet edhe me lidhjen (3.1). Sidoqoftë, është më i përshtatshëm (dhe i pranuar) të përcaktohet përbërja e karburantit të gaztë nga përmbajtja vëllimore e përbërësve të tij individualë:
CO + H 2 + CH4 + SC m H n + CO 2 + H 2 S + O 2 + N 2 +…= 100%, (3.2)
ku formulat e përbërjeve shprehin përqindjen e tyre në vëllim.
Ajri zakonisht përdoret si një agjent oksidues që përmban oksigjen të nevojshëm për procesin e djegies. Përbërja e ajrit dhe disa nga vetitë e tij janë dhënë në Shtojcën në Tabelën D.2. Zakonisht, me saktësi të mjaftueshme, mund të supozohet se ajri përbëhet nga azoti dhe oksigjeni, përmbajtja e këtij të fundit për nga vëllimi dhe pesha është përkatësisht 21 dhe 23.2%, dhe pesha mesatare molekulare e ajrit të thatë është 28.97.
Këtë ndoshta duhet ta pranojmë shumë kohë më parë, por edhe për të mbetur përgjithmonë mes nesh.
Për momentin në shumë vende të botës rregullohen iniciativa të ndryshme legjislative në nivel shtetëror dhe po zbatohen programe për reduktimin e përdorimit të naftës, e cila përdoret për karburantin e automobilave.
Si rregull, shumë vende inkurajojnë kompanitë e automobilave të prodhojnë makina më efikase në karburant dhe të ulin taksat për automjetet që punojnë me burime alternative të energjisë.
Herët a vonë bota do të detyrohet të kalojë në lloje të tjera karburanti dhe pothuajse të braktisë benzinën. Por në për momentin Kalimi i shpejtë i industrisë së automobilave drejt llojeve alternative pengohet nga mite të ndryshme dhe keqinformimet për llojet e tjera të karburanteve që janë formuar në botë gjatë shumë viteve të konsumit të naftës.
Shumë mite për karburant alternativ janë të rrënjosura në dezinformatat nga kompanitë e naftës që nuk janë të interesuara për të zhvilluar burime të tjera karburanti. Për shembull, makinat me hidrogjen kohët e fundit hynë në tregun e makinave me qira në SHBA. A e dini cila është pyetja më e zakonshme që klientët kanë për makinën e tyre? Njerëzit pyesin nëse përdorimi i një makine është i rrezikshëm dhe a do të shpërthejë hidrogjeni në të?
Për të parandaluar që të apasionuarit pas makinave të kenë shqetësime të tilla, të cilat bazohen në mite të zakonshme, publikimi ynë në internet ju ofron një histori për burimet alternative: hidrogjenin, energjinë elektrike, gazin natyror të ngjeshur dhe karburantin dizel. Shpresojmë që falë materialit tonë, të mos jeni më të keqinformuar për këto lloj karburantesh.
Hidrogjeni
Miti: Hidrogjeni është shpërthyes dhe shumë më i rrezikshëm se benzina.
Është e vërtetë që hidrogjeni është i ndezshëm. Por, duke qenë se avujt e tij janë më të rëndë se ajri, ka më shumë gjasa të shkaktojë zjarr ose shpërthim kur mbyllet në një hapësirë të mbyllur.
Puna është se hidrogjeni është një gaz që është 14 herë më i lehtë se ajri. Kur hidrogjeni ndizet, flaka e zjarrit është e drejtpërdrejtë dhe shumë e ngjashme me atë se si digjet gazi butan. Kur benzina ndizet, avujt e karburantit, më të rëndë se ajri, përhapen në sipërfaqe të ndryshme, gjë që përfundimisht çon në një përhapje më të gjerë të zjarrit dhe dëmtime më dramatike gjatë zjarrit.
Disa vite më parë, një studiues kreu një eksperiment për të vërtetuar se hidrogjeni është më pak i rrezikshëm se benzina. Për ta bërë këtë, ai ndezi hidrogjenin që rridhte nga sistemi i karburantit të makinës dhe bëri një procedurë të ngjashme me një makinë me benzinë. Kur hidrogjeni u ndez, makina praktikisht ishte e padëmtuar, ndërsa një makinë me benzinë u përfshi shpejt nga një zjarr i madh dhe u shkatërrua plotësisht.
Gjithashtu, ndryshe nga hidrogjeni i lehtë, avujt e benzinës nuk mund të dalin shpejt nga një rezervuar i mbyllur i karburantit nëse hapet kapaku i gazit. Avujt e akumuluar të benzinës mund të shpërthejnë dhe të shkaktojnë një shpërthim.
Pra, pse frika nga karburanti i hidrogjenit është ende shumë e fortë në mendjet e shumë njerëzve?
Gjithçka kthehet në katastrofën e anijes ajrore Hindenburg në 1934. Atë vit ndodhi katastrofa më e keqe e anijeve ajrore në botë. Shumë njerëz ia atribuojnë këtë tragjedi një shpërthimi hidrogjeni, megjithëse në fakt hidrogjeni nuk shpërtheu.
Rrjedhja djeg miliona litra kub hidrogjen në vetëm 60 sekonda. Ajo që pa e gjithë bota nga filmat e lajmeve të një aksidenti aeroplani, ku flakët përfshiu të gjithë strukturën e avionit dhe më pas tymi i zi i acartë ishte i dukshëm në pamjet, nuk do të thotë se kjo është për shkak të hidrogjenit. Në fakt, shkaku i tymit dhe flakëve është djegia e karburantit dizel.
Megjithatë, nëse hidrogjeni nuk përdoret siç duhet, ai mund të bëhet më i rrezikshëm se benzina. Por në.
Energjia elektrike
Miti: Shumë energji elektrike në vendin tonë prodhohet nga djegia e qymyrit, tymi nga i cili ndot natyrën dhe atmosferën tonë. Ekziston gjithashtu një mit i zakonshëm që makinat elektrike mund të jenë më të pista dhe më të dëmshme se automjetet me benzinë.
Nëse do të matnit ndotësit nga një termocentral me qymyr në vend, mendimi i mësipërm për ndotjen do të ishte i vërtetë. , praktikisht nuk rrit ngarkesën në një termocentral me qymyr, edhe nëse në një zonë të gjitha automjetet elektrike në botë janë të lidhura njëkohësisht me rrjetin elektrik.
Fakti është se një termocentral me qymyr djeg një sasi të madhe qymyri gjatë ditës dhe gjeneron një sasi kolosale energjie menjëherë. Një makinë konsumon energji gradualisht gjatë funksionimit të saj.
Një krahasim më i drejtë i dëmit të shkaktuar nga një termocentral me qymyr është matja e emetimeve të prodhuara nga një makinë elektrike duke përdorur matjet e ajrit. Por ju nuk do ta matni këtë nivel sepse makinat elektrike nuk kanë një sistem shkarkimi. Prandaj, niveli i ndotjes së një makine elektrike është zero.
Në mënyrë që bota të kuptojë se ato shkaktojnë më pak dëm sesa automjetet me benzinë, një grup studiuesish amerikanë kryen një studim të gjatë për këtë çështje.
Ekspertët studiuan nivelin e dëmtimit të një makine elektrike (duke marrë parasysh sasinë e energjisë së nevojshme për të ngarkuar baterinë, si dhe sasinë substancave të dëmshme, e cila hyri në mjedis gjatë krijimit të një baterie për një makinë elektrike).
Gjithashtu, paralelisht shtrohet pyetja se sa është natyra e ndotur gjatë prodhimit të naftës, gjatë transportimit të saj në një fabrikë nafte, niveli i ndotjes gjatë prodhimit të benzinës, transportimi i saj në pikat e karburantit, si dhe niveli i ndotësve gjatë një është studiuar motori i punës.
Si rezultat, shkencëtarët zbuluan se kur krijohen makina elektrike dhe i karikojnë ato, natyra merr më shumë ndotës sesa kur nxjerr naftë dhe prodhon benzinë në një fabrikë.
Por kjo nuk është çështja. Çështja është se. Pra, për të arritur një shpejtësi të caktuar, një makinë elektrike ka nevojë për shumë më pak energji sesa një makinë me benzinë.
Kjo është, pavarësisht nivel i rritur ndotja gjatë karikimit dhe krijimit të baterisë, një makinë elektrike gjatë funksionimit të saj do të kërkojë shumë më pak energji sesa homologu i saj me benzinë. Si rezultat, një makinë me benzinë shkakton më shumë dëm për mjedisin.
Për shembull, moderne motorët me benzinë përdorin vetëm 25-30 për qind të energjisë së marrë nga djegia e benzinës, ndërsa makinat elektrike përdorin 85-90 për qind të energjisë që shkon në motor nga bateria. Kjo do të thotë, 70-75 për qind e benzinës që digjet në dhomën e djegies së një motori tradicional harxhohet.
Gazi natyror
Miti:Rusia është e zhytur në gaz natyror. Gazi mund të zgjidhë shumë probleme problemet mjedisore lidhur me përdorimin e benzinës. Për ta bërë këtë, ju vetëm duhet të përdorni gazin si një alternativë ndaj benzinës.
Vendi ynë ka rezerva të mëdha të gazit natyror, të cilat janë ndër më të mëdhatë në botë. Shumë rezerva nuk janë ende të disponueshme për nxjerrje, sepse thellësia e tyre është shumë e madhe. Por ne kemi teknologji për nxjerrjen e gazit të thellë. Por në të vërtetë nuk është ky problemi. Edhe nëse mund të furnizojmë të gjithë vendin me një sasi të madhe gazi, kjo nuk do të zgjidhë problemin mjedisor nëse ne përdorim gaz në vend të benzinës.
Po, ne mund ta kalojmë pjesërisht të gjithë Rusinë në gaz. Por është e rrezikshme të transferosh masivisht të gjithë flotën e automjeteve të vendit nga benzina në gaz. Fakti është se gazi natyror ka një bazë karboni. Kur gazi digjet në një motor, metani, dioksidi i karbonit dhe të tjera gazrat serrë, të cilat dihet se ndikojnë në klimën e planetit.
Për shembull, nëse kaloni të gjithë transportin publik në vend në gaz, duke braktisur benzinën, do të mund të ulni sasinë e emetimeve të dëmshme në vendin tonë vetëm me 40 për qind.
Karburanti dizel
Miti: Karburanti dizel ka një erë të pakëndshme dhe prodhon emetime të pista.
Sigurisht, për një kohë të gjatë ai ndoti shumë mjedisin në të gjitha vendet, derisa në vitet 1990, shumë vende në mbarë botën shtrënguan kërkesat për projektimin e makinave me naftë (vëmendje e veçantë iu kushtua kamionëve dhe pajisjeve bujqësore), si dhe kërkesat për përmbajtjen e squfurit në karburantin dizel.
Pas shtrëngimit në përmbajtjen minimale të squfurit në naftë, sasia emetimet e dëmshme CO2 i makinave me naftë është afruar më shumë me atë të motorëve me benzinë.
Falë teknologjisë së pastrimit të karburantit dizel nga squfuri, nafta është çliruar nga era e pakëndshme dhe e tmerrshme. Gjithashtu, futja e disa llojeve të pastrimit të gazit të shkarkimit nga djegia e karburantit (katalizator - filtër grimcash) në makinat moderne ka bërë të mundur pastrimin e automjeteve nga tymi i pistë dhe i zi nga sistemi i shkarkimit.
Disavantazhi i vetëm i karburantit dizel është çmimi i tij. Në mënyrë tipike, në shumë vende, karburanti dizel kushton më shumë se benzina e zakonshme ose kushton njësoj si benzina premium. Kjo është veçanërisht e dukshme në dimër.
Puna është se karburanti dizel prodhohet në të njëjtin impiant ku prodhohet nafta për ngrohje. Për faktin se një lloj karburanti në prodhim shoqërohet me një lloj tjetër karburanti, për të cilin ka një kërkesë të madhe në dimër, karburanti dizel bëhet më i shtrenjtë.
Plus, karburanti dizel në Evropë është në kërkesë të madhe, e cila tejkalon disa herë kërkesën për benzinë. Është shumë më fitimprurëse për prodhuesit tanë të karburantit dizel që të eksportojnë naftë në Bashkimin Evropian sesa në tregun vendas. Si rezultat, vëllimi i rezervave të karburantit dizel në Rusi po zvogëlohet, gjë që çon në një rritje të çmimit.
Por, pavarësisht kostos së karburantit dizel, është më fitimprurës se benzina. . Për më tepër, motorët me naftë janë më ekonomikë se motorët me benzinë.
Por ka një problem. Makinat me naftë janë më fitimprurëse vetëm për sa kohë që kostoja e karburantit dizel nuk e kalon benzinën me 30 për qind. Pasi të kalohet ky prag, një makinë me benzinë bëhet më fitimprurëse.
Etanol
Miti:Etanoli është më i lirë se benzina.
Po, etanoli është më i lirë. Të paktën nëse është bërë nga misri. Por kjo është nëse krahasojmë koston e një litri etanol dhe benzinë.
Problemi me etanolin është i ndryshëm. Fakti është se, në krahasim me benzinën, kur digjet etanoli, motori merr 33 për qind më pak energji në krahasim me djegien e benzinës.
Pra, nëse e mbushni makinën tuaj me 20 litra etanol, nuk do të udhëtoni aq larg sa mundeni me të njëjtën sasi benzine. Pra, studimet standarde kanë treguar se duke e mbushur makinën tuaj me etanol, do të shpenzoni shumë më tepër më shumë para në një pikë karburanti sesa kur përdorni një makinë me benzinë. Vërtetë, nëse shtoni pak etanol në benzinë, mund të ulni paksa konsumin e karburantit të makinës suaj.
Në Evropë dhe SHBA për momentin, si rregull, benzinës i shtohet 10 për qind etanol, i cili përdoret si oksigjenues, i cili ndihmon në reduktimin.
Gjithashtu në Evropë dhe SHBA ekziston një markë benzine në të cilën përmbajtja e etanolit është 85 për qind.
Por një karburant i tillë mund të përdoret vetëm kur përmirësohet motori. Shumë prodhues automjetesh prodhojnë tashmë produktet e tyre nga fabrika, të cilat fillimisht janë konfiguruar të funksionojnë me karburant të tillë.
Po, një motor me etanol është më efikas, por në fund të fundit, për shkak të energjisë më të ulët të djegies, do t'ju duhet të ndaloni më shpesh në stacionin e karburantit, gjë që përfundimisht do t'ju kushtojë më shumë sesa drejtimi i një makine me karburant tradicional.
Siç mund ta shihni, shumë lëndë djegëse alternative po përballen me vështirësi të mëdha që bota ka filluar t'i përdorë në masë. Dhe nuk ka të bëjë vetëm me mitet dhe hezitimin e kompanive të naftës për të shpërndarë burime alternative të energjisë. Puna është se shumica e burimeve të energjisë jo tradicionale janë shumë më të shtrenjta se benzina.
Vetëm një lloj karburanti mund të jetë më fitimprurës në krahasim me benzinën. Ky është karburant dizel. Shumica e burimeve alternative të energjisë synojnë të reduktojnë emetimet e gazrave serrë. Por bota nuk mund të kalojë në to masivisht, pasi edhe çmimi i sotëm i naftës është shumë i shtrenjtë për shumë vende të botës.
Por pavarësisht kësaj, karburantet alternative kanë të ardhme dhe do të zhvillohen në mënyrën e tyre të veçantë.
Artikulli i mëparshëm: Sa është shpejtësia e dritës Artikulli vijues: Lëkundjet harmonike Formula e fizikës së frekuencës së lëkundjeve